Vir svetlobe z več valovnimi dolžinami na ploščatem listu

Večvalovna dolžinavir svetlobena ploščatem listu

Optični čipi so neizogibna pot za nadaljevanje Moorovega zakona, postal je soglasje akademskih krogov in industrije, lahko učinkovito reši težave s hitrostjo in porabo energije, s katerimi se soočajo elektronski čipi, pričakuje se, da bo spodkopal prihodnost inteligentnega računalništva in ultravisokih hitrostioptična komunikacija. V zadnjih letih se je pomemben tehnološki preboj v fotoniki na osnovi silicija osredotočil na razvoj solitonskih optičnih frekvenčnih glavnikov z mikrovotlinami na ravni čipa, ki lahko skozi optične mikrovotle generirajo enakomerno razporejene frekvenčne glavnike. Zaradi svojih prednosti visoke integracije, širokega spektra in visoke frekvence ponavljanja ima solitonski vir svetlobe z mikrovotlino na ravni čipa potencialno uporabo v komunikaciji velike zmogljivosti, spektroskopiji,mikrovalovna fotonika, natančne meritve in druga področja. Na splošno je učinkovitost pretvorbe enosolitonskega optičnega frekvenčnega glavnika z mikrovotlino pogosto omejena z ustreznimi parametri optične mikrovotle. Pri določeni moči črpalke je izhodna moč enosolitonskega optičnega frekvenčnega glavnika z mikrovotlino pogosto omejena. Uvedba zunanjega optičnega ojačevalnega sistema bo neizogibno vplivala na razmerje med signalom in šumom. Zato je ravno spektralni profil mikrokavitetnega solitonskega optičnega frekvenčnega glavnika postal prizadevanje za to področje.

Pred kratkim je raziskovalna skupina v Singapurju naredila pomemben napredek na področju večvalovnih svetlobnih virov na ravnih ploščah. Raziskovalna skupina je razvila optični čip z mikrovotlinami z ravnim, širokim spektrom in skoraj ničelno disperzijo ter učinkovito zapakirala optični čip z robno sklopko (izguba sklopitve manjša od 1 dB). Na podlagi čipa z optično mikrovotlino je močan termo-optični učinek v optični mikrovotlini premagan s tehnično shemo dvojnega črpanja in realiziran je svetlobni vir z več valovnimi dolžinami z ravnim spektralnim izhodom. Preko povratnega nadzornega sistema lahko sistem solitonskega vira z več valovno dolžino stabilno deluje več kot 8 ur.

Spektralni izhod svetlobnega vira je približno trapezoiden, stopnja ponavljanja je približno 190 GHz, ravni spekter pokriva 1470-1670 nm, ravnost je približno 2,2 dBm (standardna deviacija), ravno spektralno območje pa zavzema 70% celotnega spektralno območje, ki pokriva pas S+C+L+U. Rezultati raziskav se lahko uporabijo v visokozmogljivih optičnih povezavah in visokodimenzionalnihoptičniračunalniški sistemi. Na primer, v komunikacijskem demonstracijskem sistemu velike zmogljivosti, ki temelji na mikrokavitetnem solitonskem glavniku, se skupina frekvenčnih glavnikov z veliko energijsko razliko sooča s problemom nizkega SNR, medtem ko lahko solitonski vir z ravnim spektralnim izhodom učinkovito premaga to težavo in pomaga izboljšati SNR pri vzporedni optični obdelavi informacij, ki ima pomemben inženirski pomen.

Delo z naslovom "Flat soliton microcomb source" je bilo objavljeno kot naslovnica v Opto-Electronic Science kot del izdaje "Digital and Intelligent Optics".

Slika 1. Shema realizacije svetlobnega vira z več valovno dolžino na ravni plošči